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比特币系统激励机制知多少?

我们知道,比特币的运行机制表明,每发生一笔交易就会进行全网广播,矿工开始竞争记账。可是,矿工为什么要做这个动作呢?记账的小本本难道不要钱吗?

没错,今天我们来深挖一下,比特币的激励机制是怎么玩的?

  • 挖矿奖励
  • 手续费奖励

比特币网络的运行机制:

持有比特币并希望转账的用户可以将交易信息发送到比特币网络上的一个节点。比特币网络中的活跃节点从用户那里收集这些交易信息并将它们分发到网络中的对等节点——分发方式是每个节点仅通知那些与请求转账所关联的节点。

交易信息被批量的汇聚,我们把这个区块叫做预备区块或候选区块,因为此时它还没有完成工作量证明,不能成为正式区块。如果想要成为正式区块,那这个节点对应的矿工们就要付出算力破解密码学难题,最先解题成功的幸运儿就完成了工作量证明,而其他节点则只能争夺下一个区块的工作量证明。

这里从事这种“工作量证明”的节点被称为矿工。系统向矿工奖励比特币作为工作量的“证明”,从而也为这样的“算力投资”设定了“激励机制”。那么这个激励具体是怎样的呢?

第一笔交易:创世交易给矿工的奖励

在比特币网络中,最终矿工比的是算力资源,谁手中拥有更多的矿机算力,谁就有更大的概率获得对应区块的奖励。

按照惯例来说,一个区块中的第一个交易是一个特别的交易,这个交易会启动一个新的币,而这个币由区块创造者所拥有。每个区块的第一个交易都是属于矿工的特殊交易,俗称创币交易,是无中生有的交易,没有输入,只有输出,输出的收款方就是矿工自己指定的收款地址。

因此每个矿工手里的候选区块里边,第一笔交易的收款方其实是不一样的,都指向他们自己,谁在打包这个区块,谁就会留出自己的收款地址。但最后只有获胜的那个幸运的矿工打包的区块才能被大家公开认可,才能获得相应的奖励。

这给节点一个激励来支持网络,同时因为没有中央权威来发行货币,所以提供了一种让货币进入流通的方式。

给矿工的激励——挖矿奖励即货币发行

区块创建的过程被称为挖矿,挖矿的作用之一相当于新币的印刷,也就是所谓的造币。

比特币价格行情

 

随着这种比特币货币增加的机制机制一直进行,发行的比特币是稳定增长的,这种稳定数量新币的增加类似于挖金子的人花费各种资源让更多黄金进入流通。

我们也可以看到比特币与黄金的一些相同点:总量恒定;没有中央权威机构发行;矿工都要先投入一定的资源。比特币案例中,我们投资的资源有两个,CPU算力和电力资源。

另一种激励——交易费

这里有一个问题是,如果所有的比特币都被挖掘出来进入流通,没有新币来奖励矿工,那激励岂不是会减少,那还有人会参与挖矿,打包交易区块吗?

其实矿工报酬由两部分组成:一部分是新造比特币,一部分是从区块所包含的交易中抽取的挖矿手续费。目前的造币率是 12.5 比特币每区块,这一数额大约每四年减半。随着这一数额的减少,比特币开始越来越依赖挖矿手续费来支付矿工。

如果一个交易的输出值小于输入值,差值就是交易费,当然就加入到包含这个区块的激励中。所以一旦之前确定好的 2100 万枚币都已经进入流通的话,这时候激励的部分就全部变成了交易费。而且由于比特币总量恒定,完全不用担心会有通货膨胀,实际上不贬值也是一种激励哦。

许多人抱怨说,创建区块的算力是在浪费资源(特别是电力):为系统投入大笔费用,除了防范潜在攻击者之外,没有任何经济目标。你也有同样的感受吧?

工作量证明的确是在求解毫无用处的密码学难题——当然,除了为比特币网络安全保驾护航。可是如果挖矿不浪费每个节点的资源,那么攻击者也不会为攻击系统付出任何代价。事实上,这些激励可以帮助节点保持诚实,即使一个攻击者真的掌握了51%的算力资源(比如我们国内一些大矿主联合起来),你认为这时他们要选择是用它来欺骗人们,偷回已经支付出去的货币呢,还是用这个算力来产生新币呢?

他们会发现,维持现有系统的运行仍然是最有利的方案,因为获得新币奖励的好处远远大于他们攻击整个系统,导致整个系统崩溃的好处,毕竟毁坏系统同时也毁坏了他自己财富的价值嘛。

即使遇到真的遇到一个丧心病狂的矿主,他就是要毁灭整个系统,考虑到今天挖矿的难度,他要掌握超过51%的算力资源,对应的投入本身就是很大数字了,花一百美元去获得一美元的好处,或者甚至连这一美元的好处都没有,这样做的可能性也就更低了。

另一个问题是,按照比特币网络的运行原理,矿工的奖励是每隔四年减半的,这样的后果就是矿工与手续费的联系得更加紧密,大概150年后,交易费将成为矿工的唯一激励来源,所以问题是——若比特币挖完了,矿工还会去挣千分之几个比特币的手续费吗?

在微薄手续费的激励下,矿工没有动力打包交易,除非你愿意支付较高的手续费,否则你的交易不会被视为高优先级,按照中本聪的设想,这是自由市场竞争,那些有意愿快速确认交易的用户,自然愿意提高手续费,即使有很多人愿意选择等待被确认。

当然提高手续费并不是唯一的选择,等到矿工完全依赖手续费激励的时候,比特币价格应该已经暴涨到了更高的数量级上了,这时候即使很少的交易费对矿工应该也有很大吸引力。

比特币价格上涨,千分之几个比特币的手续费价值也会上涨

比特币价格行情

 

今天我们更加清晰地了解了矿工的激励由新造比特币挖矿手续费两部分构成,同时也讨论了在挖矿报酬下降的情况下的激励机制。

这里问大家一个问题,根据比特币协议的挖矿时间表,既然挖矿报酬持续下,预计创建区块的动机将更多依赖于交易费用。那么如果比特币交易量突然下降(比如比特币的收藏价值一直递增,有些人屯币留给后代),这些交易费用将不足以补偿矿工的计算资源。一些矿工可能因此暂时停止他们的区块创建。这可能会危及整个系统,因为交易的安全性取决于所有诚实的矿工积极参与

短期来看,这个问题还没有太大影响,但随着交易量的持续增长,挖矿难度的持续增加,你认为参与挖矿的矿工可能越来越少吗,未来会怎么解决呢?欢迎大家与我探讨,明天八点二十八,我们不见不散。

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